[发明专利]非对称相变换热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种换热装置，特别涉及一种可以产生紊流气体的非对称相变换热器。 

背景技术

传统烟气余热回收（气-液）换热器一般为管式换热：大致包括有热管、铜刺管、钢管、翅片管几种，管式换热器广泛用于超高压生产过程，可用于流量不大，所需传热面积不多的场合。管式换热的优点在于：结构简单，加工方便，耐高压，能保持完全逆流使平均对数温差大。其缺点在于：结构不紧凑，金属消耗量大，接头多而易漏，占地较大。也有些工厂采用了板式换热器进行换热，目前市场上的板式换热器主要由多条波纹传热板，按照要求的间隔，通过橡胶密封垫压紧而制成，在组装时，波纹板成交替排列，板与板之间用粘结剂把橡胶密封板条固定好，从而防止液体泄露，并形成独立的液体流道，其缺点在于：每块波纹板采用独立换热，独立出水，因此造成每块波纹板内的流体温度不一致，其交换出去的流体可能一部分温度很高，一部分温度很低的问题，再由于波纹板之间都是采用整块式的密封设计，使得烟气在换热器能不能产生有效循环，导致换热效率不是很高，还有就是现在的板式换热器多采用胶圈密封和普通焊接，导致了其抗压性能也较差。由此可见，目前无论是管式换热器还是板式换热器在应用过程中，都存在诸多需要解决的问题，如：换热材料的低温腐蚀问题，由于烟气温度的降低，水蒸气冷凝析出，将烟气中的未燃烧完全物质以及燃烧产生的酸性气体全部溶解到冷凝水中，导致了冷凝水有一定腐蚀能力。如果使用普通的碳钢翅片管，则不用3年的时间整个冷凝节能器的翅片周围将被腐蚀殆尽，效率会逐渐下降，直至最后冷凝节能器漏水漏烟气，使用寿命比较低。锅炉尾部出口排烟温度过低会使换热器的壁温低于硫酸蒸汽的凝结点（称为酸露点），引起金属换热管受热面的严重腐蚀。  一般工程应用所选择的低温省煤器的最低壁温应超过烟气露点温度 10℃ 左右，从而达到防止低温结露腐蚀，从而导致金属材料的换热器只能回收约120℃以上排烟温度的锅炉烟气，不能充分利用排烟余热，限制了低温省煤器的应用范围；换热元件抗压性能差，再则现在的换热器由于金属换热管，体积大，导致换热器本身相对笨重，少则几吨，甚至几十吨的重量，锅炉后段要求较大的空间安装。 

发明内容

本发明提供了一种节能环保、耐腐蚀性高、使用寿命长，占地面积小的非对称相变换热器。 

为了达到上述设计目的，本发明采用的技术方案如下： 

一种非对称相变换热器，主要包括换热器壳体及设于换热壳体内的换热元件，所述换热元件至少为一个，其换热元件由前板、后板及设于前板与后板之间的多个蜂窝翅片板组成，其前板上设有进水管道口及出水管道口，所述蜂窝翅片板由左翅板及右翅板组成，所述左翅板及右翅板分别设有导流区、蜂窝区及密封区，所述导流区包括与前板进水管道口、出水管道口对应的进水口及出水口，进水口的周围设置有多条导流槽，导流槽与蜂窝区的进水端相连通，蜂窝区的后端与出水口相连通，所述蜂窝区由多个均匀排布的外凸槽体组成，使蜂窝区的内端面形成一“波浪形”流道，每个外凸槽体的波峰上还开有过水孔，所述密封区沿蜂窝区及导流区的外周缘设置，且密封区的水平面要高于外凸槽体波谷水平面，左翅板与右翅板的密封区通过焊接后形成一中空腔体，多块蜂窝翅片板有序堆叠后通过焊接与前板及后板形成固定，相邻设置蜂窝翅片板的过水孔相连通，其周边通过点焊密封，经过组合后的多块蜂窝翅片板的内腔形成水流通道，其波浪形外壁形成烟气流道。 

进一步，所述蜂窝区的外凸槽体为一种八角形结构，其相邻外凸槽体的直线边相互重合，多组外凸槽体组合后其斜线边的空隙形成烟气流道，其外凸槽体波浪形外壁与斜边空隙形成一种十字交叉形的烟气流道。 

进一步，所述换热元件的前板及后板为一种304不锈钢板，蜂窝翅片板由316L不锈钢制成。 

一种换热元件的加工工艺，包括以下步骤： 

S1.选材，选取304不锈钢作为前板及后板的加工基材，选取316L不锈钢作为左翅板、右翅板的加工基材；

S2.冲压成型，先将前板及后板冲压成平面结构，将左翅板、右翅板冲压成八角形的蜂窝波浪板；

S3.二次冲压及焊接，在真空高温环境下将对应的左翅板与右翅板重叠冲压形成一组蜂窝翅板固定在前板上，其边缝用铜或镍焊接密封，如此反复对左翅板及右翅板进行叠层冲压固定，其后端固定后板，在叠层过程中，相邻蜂窝翅板上的过水孔的周缘通过铜或镍进行焊接密封。